什麼是汽車空氣動力學？
查看傳說中的汽車模型的歷史照片，任何人都會立即註意到，隨著我們越來越接近現代，汽車的車身越來越少。
這是由於空氣動力學。 讓我們考慮一下這種影響的特殊性，為什麼重要的是要考慮空氣動力學規律，以及哪些汽車的流線係數不好，哪些汽車的流線係數好。
什麼是汽車空氣動力學
聽起來可能很奇怪，汽車在道路上行駛的速度越快，越容易下地。 原因是，與車輛碰撞的空氣流被車體分成兩部分。 一個在底部和路面之間，第二個在屋頂上方，並圍繞機器的輪廓。
如果從側面看車身，那麼從視覺上看，它會很像飛機機翼。 飛機的這一要素的特殊性在於，彎頭上方的氣流比零件的筆直部分下方通過的路徑更多。 因此，機翼上方會形成真空。 隨著速度的增加，該力使身體更加舉起。
為汽車產生了類似的提升效果。 上游圍繞引擎蓋，車頂和行李箱流動，而下游圍繞底部流動。 產生額外阻力的另一個因素是靠近垂直方向的身體部位（散熱器格柵或擋風玻璃）。
運輸速度直接影響起重效果。 此外，帶有垂直面板的車身形狀產生了額外的湍流，從而減少了車輛的牽引力。 由於這個原因，許多具有傾斜形狀的經典汽車的所有者在進行調整時必須將擾流板和其他元素附著到車身上，以增加汽車的下壓力。
你為什麼需要它
流線型可使空氣沿人體更快流動，而不會產生不必要的渦流。 如果增加的空氣阻力阻礙了機器的運轉，則發動機將使用更多的燃料，就像機器正在承擔額外的負載一樣。 這不僅會影響汽車的經濟性，還會影響有多少有害物質通過排氣管釋放到環境中。
在設計具有改進的空氣動力學性能的汽車時，領先汽車製造商的工程師會計算以下指標：
- 必須有多少空氣進入發動機艙，發動機才能獲得適當的自然冷卻；
- 新鮮空氣將進入車身的哪個部位以及在哪裡排出；
- 如何減少汽車中的空氣噪音；
- 提升力必鬚根據車身形狀的特性分配給每個車軸。
開發新的機器模型時會考慮所有這些因素。 而且，如果早期的身體元素能夠發生巨大變化，那麼今天的科學家已經開發出了最理想的形式，可以減少正面的抬升係數。 因此，與上一代產品相比，最新一代的許多型號在外觀上可能僅因擴壓器或機翼形狀的微小變化而有所不同。
除了道路穩定性之外，空氣動力學還可以減少對某些身體部位的污染。 因此，在正面陣風的碰撞中，垂直放置的前燈，保險槓和擋風玻璃會因粉碎的小蟲子而變得較髒。
為了減少電梯的負面影響，汽車製造商旨在減少 間隙 達到最大允許值。 但是，正面效果並不是影響機器穩定性的唯一負作用力。 工程師總是在正面和側面流線型之間“保持平衡”。 在每個區域都不可能達到理想的參數，因此，在製造新型車身時，專家總是會做出一定的妥協。
基本空氣動力學事實
這種抵抗來自何方？ 一切都非常簡單。 在我們的星球周圍，有一種由氣態化合物組成的大氣。 平均而言，大氣的固體層（從地面到鳥瞰圖的空間）的密度約為1,2千克/平方米。 當物體運動時，它會與構成空氣的氣體分子發生碰撞。 速度越高，這些元素撞擊物體的力就越大。 因此，航天器進入地球大氣層時開始因摩擦而強烈加熱。
新模型設計的開發人員要解決的第一個任務是如何減少阻力。 如果車輛在4 km / h至60 km / h的範圍內加速，則此參數增加120倍。 要了解這有多重要，請考慮一個小例子。
運輸重量為2公斤。 運輸速度加快到36 km / h。 同時，僅花費600瓦的功率即可克服這種力量。 其他一切都花在超頻上。 但是已經以108 km / h的速度行駛。 16 kW的功率已用於克服正面阻力。 以250 km / h的速度行駛時。 該車在阻力上已經花費了多達180馬力。 如果駕駛員想以最高300公里/小時的速度進一步加速汽車行駛，除了增加速度的動力外，電動機還需要消耗310匹馬來應對正面氣流。 這就是為什麼跑車需要如此強大的動力總成。
為了開發出最簡化但又很舒適的運輸方式，工程師計算了係數Cx。 在模型說明中，此參數對於理想的身體形狀最為重要。 一滴水在該區域具有理想的大小。 她的係數為0,04。 沒有汽車製造商會同意將這種原始設計用於其新車模型，儘管以前有這種設計可供選擇。
有兩種降低風阻的方法：
- 改變身體的形狀，使氣流盡可能多地流向汽車。
- 使汽車變窄。
機器運動時，垂直力作用在機器上。 它可以產生負壓作用，對牽引力有積極作用。 如果轎廂上的壓力沒有增加，產生的渦流將確保車輛與地面的分離（每個製造商都試圖盡可能消除這種影響）。
另一方面，在汽車行駛時，第三種力作用在其上-橫向力。 由於受許多可變值的影響，例如直行或轉彎時的側風，該區域的可控性甚至更低。 該因素的強度無法預測，因此工程師不會冒險，並且創建寬度允許在Cx比率方面做出一定折衷的包裝盒。
為了確定可考慮垂直，正面和橫向力參數的程度，領先的汽車製造商正在建立專門的實驗室進行空氣動力學測試。 根據材料的可能性，該實驗室可以包括風洞，在大風量的情況下檢查風管的流線效率。
理想情況下，新車模型的製造商希望將其產品的係數提高到0,18（今天是理想的）或超過該係數。 但是第二次還沒有人成功，因為不可能消除其他作用在機器上的力。
夾緊和提升力
這是另一個影響運輸可管理性的細微差別。 在某些情況下，阻力無法最小化。 F1賽車就是一個例子。 儘管它們的車身流線型完美，但車輪還是敞開的。 這個區域給生產者帶來了最大的問題。 對於這種運輸，Cx在1,0至0,75的範圍內。
如果在這種情況下無法消除後渦流，則可以使用該流動來增加對履帶的牽引力。 為此，需要在車身上安裝其他部件以產生下壓力。 例如，前保險槓配備了防擾流板，可防止其從地面上抬起，這對於跑車而言極為重要。 類似的機翼連接到汽車的後部。
前機翼不引導氣流進入汽車下方，而是流向車身的上部。 因此，車輛的前鼻總是指向道路。 下方形成真空，汽車似乎粘在賽道上。 後擾流板可防止在汽車後方形成渦流-在開始將其吸入汽車後方的真空區域之前，該部件會中斷氣流。
小元素也會影響阻力的減少。 例如，幾乎所有現代汽車的引擎蓋邊緣都覆蓋了雨刮片。 由於汽車的前部大多數會遇到來來往往的交通，因此即使是進氣導流板這樣的小部件也要引起注意。
在安裝運動套件時，您需要考慮到額外的下壓力會使汽車在行駛中更加自信，但同時方向流會增加阻力。 因此，這種傳輸的峰值速度將低於沒有空氣動力學元件的峰值速度。 另一個負面影響是，汽車變得更加貪婪。 沒錯，運動套件的效果將在每小時120公里的時速下感受到，因此在大多數情況下，在公共道路上都需要如此細節。
空氣動力阻力差的模型：
具有良好空氣阻力的模型：
此外，請觀看有關汽車空氣動力學的簡短視頻：
2комментария
波格丹
你好。 一個無知的問題。
如果一輛汽車在 100 轉時以 2000 公里/小時的速度行駛，而同一輛車在 200 轉時以 2000 公里/小時的速度行駛，那麼消耗會有所不同嗎？ 如果不一樣呢？ 高價值？
或者汽車的消耗量是多少？ 發動機轉速還是轉速？
謝謝
門
汽車速度加倍，滾動阻力增加一倍，空氣阻力增加四倍，因此需要更多的能量。 這意味著你需要燃燒更多的燃料，即使轉速是恆定的，所以你踩下加速器，歧管壓力增加，大量空氣進入每個氣缸。 這意味著您的發動機會噴射更多燃油，所以是的，即使您的 RPM 保持不變，您每公里將使用大約 4.25 倍的燃油。